5-4 溶解度
一、溶解平衡 | 二、飽和溶液與溶解度 |
三、未飽和溶液與過飽和溶液 | 四、影響溶解度之因素 |
1.溶解與沈澱
(1)溶解:將固體置入溶劑中,則固體粒子離開其表面而進入液體中之現象稱為溶解
(2)沈澱:在溶劑中的溶質粒子到處游動,有些恰好撞擊到未溶解固體之表面就附著而析出,稱為沈澱,亦稱為結晶
2.溶解平衡:當溶解速率等於沈澱速率時,稱為溶解平衡
1.飽和溶液:定溫時,溶液含有其所能溶解溶質之最大量
2.溶解度:定溫下,定量溶劑所能溶解溶質之最大量稱為溶解度
∴飽和溶液之濃度亦稱為溶解度3.常用溶解度之表示法
(1)100 g溶劑所能溶解溶質最大克數
如:20℃ 100g的水最多可溶37g的NaCl,溶解度為37g/100g水(2)體積莫耳濃度(M)
4.依濃度大小,溶解度分為三類
(1)可溶(soluble):溶解度大於10-1M
(2)微溶(slightly soluble):溶解度介於10-1~10-4
(3)難溶(hardly soluble):溶解度小於10-4
1.未飽和溶液:溶液濃度小於飽和溶液,此時加入溶質可繼續溶解
2.過飽和溶液:溶液濃度大於飽和溶液,此時加入晶種會有結晶析出過飽和溶液之配製
3.人造雨原理:天空中有過飽和水蒸氣,散佈AgI與乾冰,乾冰降低溫度,AgI作晶種使過飽和水蒸氣凝結成水
4.飽和溶液、未飽和溶液與過飽和溶液之判別
(1)加入晶種有溶質析出者為過飽和溶液
(2)晶種(溶質)可溶入其中者為未飽和溶液
(3)飽和溶液可有溶質殘留
1.溶質與溶劑之本性Þ 同類互溶(like dissolve like)
(1)極性分子的溶質易溶於極性分子的溶劑,非極性分子的溶質易溶於非極性分子的溶劑
例:氯甲烷
<極性分子>,易溶於丙酮
<極性分子>,而難溶於四氯化碳
<非極性分子>
例:碘(I2,非極性分子)難溶於水(H2O,極性分子),但易溶於四氯化碳 (CCl4,非極性分子)或酒精(C2H5OH,極性不大的分子)
(2)溶質與溶劑可生成氫鍵者,溶解度較大
如:酒精為極性分子,且可與水形成氫鍵,易溶於水四氯化碳則否(3)有機物易溶於有機物,無機物易溶於無機物
例:石油(有機物)不溶於水(無機物),但可溶於丁醇(有機物)(4)溶質具有極大分子量者,由於分子間吸引力較大,較難分開溶解至溶劑中,故溶解度較小
例:纖維素分子量約為600000,故難溶於水2.溫度
(1)大部分固體在水中之溶解度隨溫度升高而增大吸熱者,升溫則溶解度加大,如CH3COONa、NH4Cl放熱者,升溫則溶解度降低,如CaSO4、MgSO4<參閱課本圖形>
(2)氣體溶於水中必放熱,故升溫溶解度降低
例:右圖為NaCl、NaNO3、KCl、KNO3溶解度與溫度的關係圖。今將四種鹽類各100g分別加入各含100g純水之四個燒杯中,並加熱至100℃,趁熱過濾,濾液慢慢冷卻至40℃,使固體結晶析出。比較四個燒杯中析出晶體重量,下列敘述何者正確? (A)KCl最多,NaCl最少 (B)KCl最多,KNO3最少 (C)KNO3最多,NaCl最少 (D)KNO3最多,NaNO3最少<78.日大>
3.壓力
(1)壓力對固體或液體的溶解度影響甚小,但對氣體溶解度影響很大<參閱課本圖形>
(2)氣體溶解度
1. 亨利定律:定溫下,一定量溶劑所能溶解氣體的質量與氣體之壓力成正比
2. 公式:m=kP
<Note>定量溶劑溶解某氣體體積與液面之壓力無關
<Note>1.亨利定律不適於易溶性氣體,如HCl、NH3
2.僅適用於稀薄溶液及低壓